1. 說明

什么是生成器模式
生成器模式是創(chuàng)建型模式的一種，指使用多個實例通過一定的步驟來生成所需的類的實例，這里的步驟是相同的，但是通過傳遞不同的參數(shù)來達到生成不同實例的目的。

意圖
將一個復(fù)雜對象的構(gòu)建與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。

使用的場合
在以下情況使用Builder模式：

• 當(dāng)創(chuàng)建復(fù)雜對象的算法應(yīng)該獨立于該對象的組成部分以及它們的裝配方式時；
• 當(dāng)構(gòu)造過程必須允許被構(gòu)造的對象有不同的表示時。

效果

它使你可以改變一個產(chǎn)品的內(nèi)部表示。Builder對象提供給導(dǎo)向器一個構(gòu)造產(chǎn)品的抽象接口。該接口使得生成器可以隱藏這個產(chǎn)品的表示和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。它同時也隱藏了該產(chǎn)品是如何裝配的。因為產(chǎn)品是通過抽象接口構(gòu)造的，你在改變該產(chǎn)品的內(nèi)部表示是所要做的只是定義一個新的生成器。

它將構(gòu)造代碼和表示代碼分開。Builder模式通過封裝一個復(fù)雜對象的創(chuàng)建和表示方式提高了對象的模塊性。客戶不需要知道定義產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的類的所有信息，這些類是不出現(xiàn)在Builder接口中的。

它使你可對構(gòu)造過程進行更精細的控制。Builder模式與一下子就生成產(chǎn)品的創(chuàng)建型模式不同，它是在導(dǎo)向器的控制下一步一步構(gòu)造產(chǎn)品的。僅當(dāng)該產(chǎn)品完成時導(dǎo)向器才從生成器中取回它。因此Builder接口相比其他創(chuàng)建型模式能更好地反映產(chǎn)品的構(gòu)造過程。這使你可以更精細地控制構(gòu)建過程，從而能更精細地控制所得產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

優(yōu)點

建造者獨立，易擴展。

便于控制細節(jié)風(fēng)險。

缺點

產(chǎn)品必須有共同點，范圍有限制。

如內(nèi)部變化復(fù)雜，會有很多的建造類。

2. 示例

2.1 框架

我們假設(shè)一個快餐店的商業(yè)案例，其中，一個典型的套餐可以是一個漢堡（Burger）和一杯冷飲（Cold drink）。漢堡（Burger）可以是素食漢堡（Veg Burger）或雞肉漢堡（Chicken Burger），它們是包在紙盒中。冷飲（Cold drink）可以是可口可樂（coke）或百事可樂（pepsi），它們是裝在瓶子中。

我們將創(chuàng)建一個表示食物條目（比如漢堡和冷飲）的 Item 接口和實現(xiàn) Item 接口的實體類，以及一個表示食物包裝的 Packing 接口和實現(xiàn) Packing 接口的實體類，漢堡是包在紙盒中，冷飲是裝在瓶子中。

然后我們創(chuàng)建一個 Meal 類，通過結(jié)Item 來創(chuàng)建不同類型的 Meal 對象的 MealBuilder。Demo 使用 MealBuilder 來創(chuàng)建一個 Meal。

結(jié)構(gòu)圖如下：

2.2 代碼實現(xiàn)

2.2.1 抽象接口類

Packing.h

#ifndef __PACKING__ #define __PACKING__ class Packing {public:virtual string pack() = 0; }; #endif

Packing 是食品包裝的抽象接口；

Item.h

#ifndef __ITEM__ #define __ITEM__class Packing {public:virtual string pack() = 0; }class Item{public:virtual string name() = 0;virtual Packing *packing() = 0;virtual float price() = 0; }; #endif

Item 則是食物條目的抽象接口類；

2.2.2 實現(xiàn)Packing接口的實體類

Wrapper.h

#ifndef __WRAPPER__ #define __WRAPPER__#include "Packing.h"class Wrapper : public Packing{public:string pack() {return "Wrapper";}; }; #endif

Bottle.h

#ifndef __BOTTLE__ #define __BOTTLE__#include "Packing.h"class Bottle : public Packing{public:string pack() {return "Bottle";}; }; #endif

2.2.3 創(chuàng)建實現(xiàn) Item 接口的抽象類，該類提供了默認的功能

Burger.h

#ifndef __BURGER__ #define __BURGER__#include "Item.h" #include "Packing.h" #include "Wrapper.h" #include "Bottle.h"class Burger : public Item{public:Packing *packing() {return new Wrapper();}; };class VegBurger : public Burger{public:float price() {return 25.0;};string name() {return "Veg Burger";}; };class ChickenBurger : public Burger{public:float price() {return 50.0;};string name() {return "ChickenBurger";}; }; #endif

Drink.h

#ifndef __DRINK__ #define __DRINK__#include "Item.h" #include "Packing.h" #include "Wrapper.h" #include "Bottle.h"class Drink : public Item{public:Packing *packing() {return new Bottle();}; };class Coke : public Drink{public:float price() {return 30.0;};string name() {return "Coke";}; };class Pepsi : public Drink{public:float price() {return 35.0;};string name() {return "Pepsi";}; }; #endif

2.2.4 創(chuàng)建一個 Meal 類，帶有上面定義的 Item 對象

Meal.h

#ifndef __MEAL__ #define __MEAL__#include <vector>#include "Item.h"using namespace std;class Meal{public:Meal() {items = new vector<Item*>;};void AddItem(Item *it) {items->push_back(it);};float GetCost();void ShowItem();private:vector<Item*> *items; }; #endif

Meal.cpp

#include <iostream>#include "Meal.h" #include "Burger.h" #include "Drink.h"float Meal::GetCost() {float cost = 0;auto item = items->begin();while(item != items->end()){cost += (*item)->price();item++;}return cost; }void Meal::ShowItem() {auto item = items->begin();while(item != items->end()){std::cout << "Item: " << (*item)->name() << ", Packing: " << (*item)->packing()->pack() << ", Price: " << (*item)->price() << std::endl;item++;} }

2.2.5 創(chuàng)建一個 MealBuilder 類，實際的 builder 類負責(zé)創(chuàng)建 Meal 對象

MealBuilder.h

#ifndef __MEALBUILDER__ #define __MEALBUILDER__#include "Meal.h"class MealBuilder{public:Meal *PrepareVegMeal();Meal *PrepareNonVegMeal(); }; #endif

MealBuilder.cpp

#include "MealBuilder.h" #include "Burger.h" #include "Drink.h"Meal *MealBuilder::PrepareVegMeal() {Item *vb = (Item *)new VegBurger();Item *coke = (Item *)new Coke();Meal *meal = new Meal();meal->AddItem(vb);meal->AddItem(coke);return meal; }Meal *MealBuilder::PrepareNonVegMeal() {Item *cb = (Item *)new ChickenBurger();Item *pp = (Item *)new Pepsi();Meal *meal = new Meal();meal->AddItem(cb);meal->AddItem(pp);return meal; }

2.2.6 Demo 使用 MealBuider 來演示建造者模式（Builder Pattern）

Demo.cpp

#include "MealBuilder.h"int main(int argc, char **argv) {MealBuilder *mb = new MealBuilder();Meal *vegm = mb->PrepareVegMeal();vegm->ShowItem();std::cout << "VegMeal price: " << vegm->GetCost() << std::endl;Meal *nvegm = mb->PrepareNonVegMeal();nvegm->ShowItem();std::cout << "VegMeal price: " << nvegm->GetCost() << std::endl;return 0; }

2.3 編譯運行

g++ *.cpp ./a.out

2.4 結(jié)果

Item: Veg Burger, Packing: Wrapper, Price: 25 Item: Coke, Packing: Bottle, Price: 30 VegMeal price: 55 Item: ChickenBurger, Packing: Wrapper, Price: 50 Item: Pepsi, Packing: Bottle, Price: 35 VegMeal price: 85

3. 總結(jié)

Builder模式與Abstract Factory或Factory模式相似，都可以創(chuàng)建復(fù)雜對象，但是不同之處在于Builder模式著重于一步步構(gòu)造一個復(fù)雜對象，在最后一步返回產(chǎn)品，強調(diào)構(gòu)造細節(jié)，而后兩者著重于多個系列的產(chǎn)品一次生成，通常產(chǎn)品是立即返回的。

參考資料

《設(shè)計模式 可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》
https://www.runoob.com/design-pattern/builder-pattern.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式(4)：生成器模式(Builder)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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